金属丰度对原星系中恒星形成的影响

在冷暗物质宇宙学模型中，首批恒星被认为是在小型原星系内形成的。我们要理解的是，一旦形成这些早期原星系的气体被第一批超新星产生并分散到星际介质中的少量重元素增丰后，这些原星系的演化会发生何种变化。我们的初始条件代表了在化石 H II 区（一个尚未有时间冷却和复合的电离区）内形成的原星系。我们利用三维平滑粒子流体动力学（SPH）模拟，研究了低水平金属增丰对小原星系晕中电离气体冷却和坍缩的影响，这些模拟包含了适当的化学和热过程效应。我们之前的模拟表明，对于金属丰度 Z < 0.001 Z_sun，与无金属情况相比，金属线冷却在密度低于 1 cm^-3 且温度高于 2000 K 时，对气体的密度和温度演化的改变小于 1%。在此，我们展示了使用粒子分裂技术以提高感兴趣区域分辨率的高分辨率模拟结果。这些模拟使我们能够探讨是否存在一个临界金属丰度，超过该值后，金属的精细结构冷却允许发生有效的碎裂，从而产生类似于本地 Salpeter 初始质量函数（IMF）的分布，而不仅仅是产生大质量恒星。